Question

（15分）納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

電離能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

（1）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如右圖所示，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了                      。

（2）ACl₂分子中A的雜化類型為                        。

（3）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C₆₀可用作儲氫材料。已知金剛石中的C－C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C－C鍵長為145~140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點高于金剛石，你認(rèn)為是否正確  　   ，并闡述理由     　　                  。

（4）科學(xué)家把C₆₀和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物， 其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式            ，該物質(zhì)的K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為             。

（5）繼C₆₀后，科學(xué)家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是           ，NCl₃分子的VSEPR模型為         。Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為    　　　   。

 

Answer 1

【答案】

（1）能量最低原理（1分）    （2）sp雜化（2分）

（3）否（1分）、C₆₀為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵（2分）

（4）4s¹（1分）、3︰1（2分） 

（5）N>C>Si（2分）、正四面體（2分）、30（2分）

【解析】（1）根據(jù)電離能可知，AB均是第ⅡA元素，由于金屬性越強(qiáng)，電源電路越小，所以A是Be，B是鎂。根據(jù)構(gòu)造原理可知，該電子排布圖違背違背了能量最低原理。

（2）BeCl₂屬于直線型結(jié)構(gòu)，所以Be原子是sp雜化。

（3）金剛石是原子晶體，熔化小于破壞共價鍵，但C₆₀為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，所以沸點低于金剛石的。

（4）鉀是第IA元素，所以根據(jù)電離能可知，鉀原子的價電子排布式為4s¹。根據(jù)看不結(jié)構(gòu)可知，鉀原子共計有12×1/2＝6，C₆₀為8×1/8＋1＝2，所以二者的個數(shù)之比是3︰1.

（5）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以電負(fù)性大小順序是N>C>Si。NCl₃分子氮原子的孤對電子是5－1×3）÷2＝1，所以其分子的VSEPR模型為正四面體。由于每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個硅原子形成2個單鍵和1個雙鍵，則分子中含有的雙鍵數(shù)目是2×60÷4＝30。由于雙鍵中含有1個δ鍵和1個π鍵，所以共含有含有π鍵是30。